Спосіб отримання фази in2ses4

Реферат: Спосіб отримання фази шарів In2SeS4 кубічної структури на підкладках шаруватих кристалів InSe включає їх відпал в парах сірки. Як підкладки використовуються шаруваті кристали моноселеніду індію. UA 99262 U (12) UA 99262 U UA 99262 U 5 10 15 20 25 30 35 Корисна модель належить до технології виготовлення напівпровідникових матеріалів, а саме фази In2SeS4 на підкладках із шаруватих кристалів InSe. Найбільш близьким до способу, що заявляється, є метод отримання плівок CdSe, описаний в [1]. Базовими підкладками були монокристалічні пластинки GaSe. Шари CdSe отримувались відпалом їх в парах кадмію при температурі Т В = 350 °C, що приводить до утворення плівок CdSe. Задача корисної моделі - створення фази (шарів) In2SeS4 на InSe. 3 6 Моноселенід індію InSe є яскравим представником напівпровідників групи А В та має шарувату структуру. Хімічний зв'язок у таких кристалах змішаного типу: всередині кожного шару зв'язок між атомами ковалентний, а між чотиришаровими пакетами - Ван-дер-Ваальсівський. Кожний шар лежить в площині, яка перпендикулярна до осі С кристалу і містить в собі групу атомних площин Se-In-In-Se. Слабкі сили Ван-дер-Ваальса, що діють між окремими шарами InSe, спричиняють анізотропію властивостей вздовж і впоперек шарів напівпровідника, а також є причиною сколювання з низькою щільністю обірваних зв'язків в напрямку площини шарів. Низька густина поверхневих станів на Ван-дер-Ваальсовій поверхні дозволяє використовувати їх як підкладки для вирощування інших шарів. Апробація запропонованого способу проводилась на підкладках InSe розміром 5 × 5x1 мм, які вирізались з об'ємних кристалів гексагональної структури. Додатковій обробці поверхня не піддавалась і це є однією з переваг підкладок з шаруватою структурою перед підкладками з інших матеріалів. Монокристали InSe вирощувались методом Бріджмена. Електричні параметри цих кристалів 14 15 -3 2 при кімнатній температурі були наступними: n=5·10 -1·10 см , а μ = 700-1000 см /В·с. In2SeS4 створювали ізотермічним відпалом підкладок InSe в парах сірки. Процес відпалу відбувався в -4 ампулі, відкаченій до 10 Торр при температурі 450±5 °C протягом 200 год. Формування фаз In2SeS4 на Ван-дер-Ваальсовій поверхні (0001) InSe відбувається в результаті температурного відпалу в термодинамічних рівноважних умовах в парах S і визначається процесами деформаційної і хімічної взаємодії між атомами шаруватого кристалу InSe і паровою фазою сірки. Товщина отриманої фази регулюється температурно-часовими параметрами. Дослідження кристалічної структури сполуки In2SeS4 проводили рентгенографічним методом на установці ДРОН-2.0, зібраній по схемі Брегга-Бентано в монохроматичному СuKαвипромінювання. Для обробки одержаних дифрактограм використовували програмне забезпечення LATTIK-KAPTA. Рентгенограма In2SeS4 приведена на Фіг. 1. Результати зйомки аналізували методом Рітвельда. Із проведеного аналізу встановлено, що фаза In2SeS4 має кубічну структуру, просторова група F4 1/d-3 2/m, параметр кристалічної ґратки а = 10,92 Å. Позиційні параметри та температурні фактори атомів в структурі In2SeS4 приведені в таблиці. Таблиця Позиційні параметри та температурні фактори атомів в структурі In2SeS4 Атом Se In S 40 45 50 Позиція 8а 16d 32е X 0,0000 0,6250 0,3840 Y 0,0000 0,6250 0,3840 Z 0,0000 0,6250 0,3840 SOF 1,0000 1,0000 1,0000 BISO 0,6000 0,7000 0,9000 Фаза In2SeS4 належить до структурного типу Al2MgO4 Номер просторової групи: 227 Просторова група: F4 1/d-3 2/m Параметр кристалічної ґратки: 10,9238 10,9238 10,9238 Кути: 90,0000 90,0000 90,0000 Атомів в елементарній комірці: 56,0 Об'єм комірки: 1303,53 Å Відносна маса елементарної комірки: 3494,85 3 Рентгенівська густина: 4,452 g/cm 2 Показник поглинання на одиницю маси: 170,61 cm /g Для дослідження топології поверхні фази ln2SeS4 використовувалась атомно-силова мікроскопія (АСМ). Вимірювання проводились на мікроскопі Nanoscope IIIa Dimension 3000 SPM (Digital Instruments). 1 UA 99262 U 5 10 15 На Фіг. 2 (в) показано 3D-зображення поверхні зразка. Добре видно, що кристали заміщення (світлі об'єкти) формують топологію поверхні у вигляді фігур, близьких по формі до пірамід і призм. Їх орієнтація, послідовність розміщення є хаотичними. Дані нанооб'єкти мають значні латеральні розміри (в шкалі нанометрів) і висоту. Наприклад, на Фіг. 2 (а, б) представлено 2D-АСМ-зображення і довільний переріз зображеної поверхні. З цього зображення видно, що перепади висоти і глибини нанооб'єктів складають ± 350-700 нм, а латеральні розміри - до 2500 нм. На Фіг. 3. (а, в) показані АСМ-зображення кристалів InSe не відпалених в парах S. Видно, що морфологія поверхні невідпалених кристалів суттєво відрізняється від морфології поверхні кристалів відпалених в парах S. З Фіг. 3. (б) видно, що перепади висоти і глибини нанооб'єктів складають близько 0,3 нм, а латеральні розміри не перевищують 10 нм, тобто таку поверхню можна вважати практично атомарно гладкою. Джерело інформації. 1. Патент України № 76617 (Бюл. № 1 від 10.01.2013). Спосіб виготовлення монокристалічних плівок селеніду кадмію гексагональної структури на підкладках шаруватих кристалів GaSe. /Кудринський З.Р./ ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 Спосіб отримання фази шарів In2SeS4 кубічної структури на підкладках шаруватих кристалів InSe, що включає їх відпал в парах сірки, який відрізняється тим, що як підкладки використовуються шаруваті кристали моноселеніду індію. 2 UA 99262 U 3 UA 99262 U Комп’ютерна верстка Л. Бурлак Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4